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影響三元材料電池性能有哪些因素?

文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2020-07-29 11:24【

影響三元材料電池性能的關(guān)鍵因素之,一是三元前驅(qū)體結(jié)構(gòu)和形貌。前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)和形貌與其制備方法有很大關(guān)系。前驅(qū)體制備方法大致分為:共沉淀法、固相法、溶膠凝膠法、水熱法、噴霧干燥法、模板法等。其中,共沉淀法能使鎳鈷錳三種元素達到原子級的混合并且易于實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),是目前產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用最多的工藝。共沉淀法一般采用氨作為絡(luò)合劑,氫氧化鈉作為沉淀劑,控制一定的溫度、攪拌速度和pH,與鎳鈷錳三元鹽溶液反應(yīng)制備三元前驅(qū)體。

該工藝缺點之一是作 為絡(luò)合劑的氨水具有腐蝕性和刺激性,對環(huán)境具有-定的害處,同時氨的引入給后續(xù)反應(yīng)液的處理增加了許多困難。共沉淀法得到的前驅(qū)體是在絡(luò)合劑氨的作用下緩慢堆積而形成的球形顆粒,可能會有雜質(zhì)被包裹其中影響三元前驅(qū)體的反應(yīng)活性,最終影響電池的電化學性能。除球形顆粒外,共沉淀法還可以通過控制原料濃度、滴加速度制備出核殼結(jié)構(gòu)、納米花等各種形貌及粒徑分布比較均勻的三元材料。在三元核殼結(jié)構(gòu)中,鎳鈷錳的濃度呈梯度分布。

它通過調(diào)節(jié)合成過程中原料濃度,使核富鎳(如811),殼富錳(如333和424),最終得到的材料表現(xiàn)出更好地電化學性能。隨著納米技術(shù)的推進,通過快速沉淀法制備的納米級三元材料,因具有顆粒小、表面積大、Li 遷移路徑短等特點,其電池性能將會被進一步的提高。但是這些方法目前仍處于實驗研發(fā)階段??傮w上,目前三元材料的發(fā)展趨勢是,在材料成分上向高鎳低鈷方向發(fā)展,在前驅(qū)體合成工藝方面是研發(fā)無氨合成工藝,同時通過對合成工藝的調(diào)整,改進其結(jié)構(gòu)和形貌特征。

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